AK4161 Japanese Datasheet - Product Brief

[AK4161]
AK4161
6-channel Capacitive Touch Sensor IC
概 要
AK4161は、低電圧動作および低消費電力の6チャンネル静電容量式タッチセンサです。センサ入力6チ
ャンネルは、GPIO、LED駆動にそれぞれ割り当てることが可能です。さらにセンサ入力のうち2chは、
割り込み出力として利用することが可能です。また、センス端子毎に独立した環境ドリフト自動補正機
能を備えており、温度や湿度など外的要因によってセンス端子に接続されるタッチスイッチの容量変化
が発生しても、内部基準値を連続的に補正することにより、誤検出を防ぐことが出来ます。さらに、充
電電流及び充電時間を自動的に設定する自動初期設定機能やノイズ環境での誤動作を防止するための
ノイズフィルタやデータ更新停止機能を備えています。シリアルI/Fを介してユーザ設定を行うことによ
り、携帯機器、家電機器、PCおよび周辺機器など幅広いアプリケーションに対応可能です。
特 長


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












最大6chセンス入力
最大6chのPWM制御LED駆動、GPIO（選択式）
最大2chの割り込み出力（選択式）
充電電流及び充電時間の自動初期設定機能
センス端子毎の独立環境ドリフト自動補正機能
センス端子毎の独立閾値設定
マルチタッチの許可および禁止の選択
中間値平均処理フィルタ搭載
ノイズ環境下でのデータ更新停止機能搭載
リセット入力
I2Cシリアルインタフェース
10bit逐次比較型ADC内蔵 (S/H回路内蔵)
低消費電流: Typ. 4.1uA (Sampling rate=512ms, 6ch Sensor input,
VDD=3.3V, NF1S=20)
Typ. 177uA (Sampling rate=1ms, 6ch Sensor input,
VDD=3.3V, NF1S=6)
停止電流: Typ. 1.2uA
電源電圧: VDD = 1.6V ~ 3.6V
動作温度: Ta = 40  85 C
Package: 16pin QFN (3mm x 3mm, pitch 0.5mm)
I2C-bus は NXP B.V.の商標です。
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[AK4161]
VDD
VSS
Current
Sources
Power
Control
Auto
Calibration
CS0/GPIO0
RSTN
SCL
SDA
Data
Filter
2
I C Serial
Interface
Clock
Switch
Matrix
CS1/GPIO1
CS2/GPIO2
CS3/GPIO3
Control
&
Register
AD0
SAR
ADC
GPIO
&
PWM
CS4/GPIO4
CS5/GPIO5
IRQ
Output
Figure 1. AK4161 ブロック図
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[AK4161]
■ オーダリングガイド
AK4161EN
AKD4161
40  +85C
16pin QFN (3mm x 3mm, 0.5mm pitch)
AK4161EN 用評価ボード
16
CS4/GPIO4
CS3/GPIO3
CS2/GPIO2
CS1/GPIO1
11
10
9
Top View
6
VSS
5
NC
RSTN
4
NC
NC
AD0
15
7
2
3
VDD
AK4161EN
SDA
14
CS0/GPIO0
2
NC
8
SCL
13
1
CS5/GPIO5
12
■ ピン配置
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[AK4161]
ピン／機能
Pin No.
Pin Name
Type
(Note 1)
I/O
(Note 2)
Function
Reset State
RSTN = “L”
1
RSTN
D
I
Reset Pin (Active Low)
2
SCL
D
I
I2C Serial Clock Input
3
SDA
D
I/O
I2C Serial Data Input/ Output
4
AD0
D
I
I2C Slave Address Bit 0
6
VSS
GND
Ground
8
CS0 / GPIO0
A/D
I/O
Cap Sense / GPIO Pin0
9
CS1 / GPIO1
A/D
I/O
Cap Sense / GPIO Pin1
10
CS2 / GPIO2
A/D
I/O
Cap Sense / GPIO Pin2
11
CS3 / GPIO3
A/D
I/O
Cap Sense / GPIO Pin3
12
CS4 / GPIO4
A/D
I/O
Cap Sense / GPIO Pin4 with IRQN
13
CS5 / GPIO5
A/D
I/O
Cap Sense / GPIO Pin5 with IRQN
15
VDD
PWR
Power Supply : 1.6V ~ 3.6V
5
NC
No Connection
7
No internal bonding. This pin must be connected
14
to VSS.
16
Note 1. A (アナログ端子)、D (デジタル端子)、GND (グランド端子)、PWR (電源端子)
Note 2. I (入力端子)、O (出力端子)
Note 3. デジタル入力ピン (SCL, SDA, AD0, RSTN)はオープンにしないで下さい。
Hi-z
Hi-z
Hi-z
Hi-z
Hi-z
Hi-z
Hi-z
-
■ 使用しないピンの処理について
使用しない入出力ピンは下記の設定を行い、適切に処理してください。
区分
ピン名
設定
ピンの接続先: VSSに接続
Analog/Digital CS0 / GPIO0 ~ CS5/ GPIO5
レジスタの設定: FUNC (Addr:0x1F-0x20)を “00”
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[AK4161]
絶対最大定格
(VSS = 0V (Note 4))
Parameter
Symbol
min
max
Unit
Power Supply
VDD
-0.3
4.3
V
Input Current Any Pins except for supply
IIN
mA
10
GPIO Source Current per Pin
Isource
12
mA
GPIO Sink Current per Pin
Isink
1.2
mA
Input Voltage (Note 5)
VIN
-0.3
VDD+0.3 or 4.3
V
Ambient Temperature (power applied)
Ta
-40
85
C
Storage Temperature
Tstg
-65
150
C
Note 4. 電圧はグランドピンに対する値です。
Note 5. 対象ピンはSDA, SCL, AD0, RSTN, CS0/GPIO0 ~ CS5/GPIO5 pinです。Max規定は、(VDD+0.3)Vまたは
4.3Vのどちらか低いほうです。
注意: この値を超えた条件で使用した場合、デバイスを破壊することがあります。
また、通常の動作は保証されません。
動作条件
(VSS = 0V (Note 4))
Parameter
Power Supply
Note 4. 電圧はグランドピンに対する値です。
Symbol
VDD
Min
1.6
typ
3.3
max
3.6
Unit
V
注意: 本データシートに記載されている条件以外のご使用に関しては、当社では責任負いかねますので
十分ご注意下さい。
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[AK4161]
アナログ特性
(特記なき場合は、Ta = -40C ~ 85C, VDD = 3.3V)
Parameter
Symbol
min
typ
max
Unit
A/D Converter
Resolution
RESO
10
Bits
Touch Sensor
Charge Current Variation Against Nominal Value (Note 6)
ICHG
-30
30
%
Power Supply Current
Measurement Current (All function in active)
IMEAS
0.765
mA
Idle Current
IIDLE
3.15
uA
Average Supply Current (Note 7)
IDD
TSR= 0.25ms
687
uA
TSR= 0.5ms
351
uA
TSR=1ms
177
uA
TSR=2ms
90
uA
TSR=4ms
47
uA
TSR=8ms
25
uA
TSR=16ms
14
uA
TSR=32ms
9
uA
489
uA
TSR=1ms、1段目Filterでのサンプル数20
18
uA
TSR=32ms、1段目Filterでのサンプル数20
4.1
uA
TSR=512ms、1段目Filterでのサンプル数20
ISHUT
1.2
8.0
uA
Shutdown Current (外部リセット後)
Note 6. センス端子電圧条件：A/D変換値がVDD-0.25[V]相当以下（CC2Xn = 1のときはVDD-0.3[V]相当以下）
チャージ電流は電源電圧に依存し、レジスタ設定により0.556×VDD ~ 70.056×VDD [uA]の範囲で設定
できます。
Note 7. 測定条件：有効センス数6、チャージ時間2us、ノイズ除去用 1stフィルタでのサンプル数6、端子容量
22pFのセンス端子を使用。
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[AK4161]
DC 特性 (Logic I/O)
(特記なき場合は、Ta = -40C ~ 85C, VDD = 1.6V ~ 3.6V)
Parameter
Symbol
min
Input Leakage Current (Note 8)
IILH
-5
Tri-state Leakage Current (Note 9)
IOLK
-5
VIH
Input High Voltage（Note 10）
0.7×VDD
VIL
Input Low Voltage（Note 10）
Output High Voltage (Note 11) (Note 12) Io=-10mA
VOHF
VDD-0.5
Output High Voltage (Note 11) (Note 13) Io=-1mA
VOH
VDD-0.3
Output Low Voltage (Note 11) (Note 13) Io=1mA
VOL
Output Low Voltage (Note 14) Io=3mA
VOLI2C
Note 8 RSTN pin
Note 9. AD0, SCL, SDA, GPIO0~GPIO5 pins
Note 10. GPIO0 ~ GPIO5 pins（GPIO入力に設定時 FUNCn 1-0 bits = “01”）
Note 11. GPIO0 ~ GPIO5 pins（GPIO出力に設定時 FUNCn 1-0 bits = “10”）
Note 12. フル駆動（出力ドライバ設定：DRVn 1-0 bits = “11”）
Note 13. 通常駆動（出力ドライバ設定：DRVn 1-0 bits = “00”, “01”, “10”）
Note 14. SDA pin
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typ
-
max
5
5
0.3×VDD
0.3
0.3
Unit
uA
uA
V
V
V
V
V
V
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[AK4161]
スイッチング特性
(特記なき場合は、Ta = -40C ~ 85C, VDD = 1.6V ~ 3.6V)
Parameter
Symbol
min
typ
max
Unit
Internal Oscillator
Fast Oscillator Period
FPRD
75
125
175
ns
Slow Osclillator Period
SPRD
21
32
43
us
Reset Timing
Reset Pulse Width (Note 15)
tRW
10
us
Reset Pin Pulse Width of Spike Noise
tRS
0.5
us
Suppressed by Input Filter (Note 16)
I2C
SCL clock frequency
fSCL
400
kHz
Bus Free Time Between Transmissions
tBUF
1.3
us
Start Condition Hold Time (prior to first Clock pulse)
tHD:STA
0.6
us
Clock Low Time
tLOW
1.3
us
Clock High Time
tHIGH
0.6
us
Setup Time for Repeated Start Condition
tSU:STA
0.6
us
SDA Hold Time from SCL Falling (Note 17)
tHD:DAT
0
us
SDA Setup Time from SCL Rising
tSU:DAT
0.1
us
Rise Time of Both SDA and SCL Lines
tR
0.3
us
Fall Time of Both SDA and SCL Lines
tF
0.3
us
Setup Time for Stop Condition
tSU:STO
0.6
us
Pulse Width of Spike Noise Suppressed By Input Filter
tSP
50
ns
Capacitive load on bus
Cb
400
pF
Note 15. RSTN pin= “L”でリセットされます。10us 以上のパルスを入力して下さい。
Note 16. RSTN pin に内蔵されるノイズフィルタが除去できる “L”パルスのスパイクノイズ幅を示しています。
Note 17. データは最低 300ns (SCL の立下り時間)の間保持されなければいけません。
tRW
tRS
RSTN
50%VDD
Figure 2. Reset Timing Diagram
VIH
SDA
VIL
tBUF
tLOW
tR
tHIGH
tF
tSP
VIH
SCL
VIL
tHD:STA
Stop
tHD:DAT
tSU:DAT
Start
tSU:STA
tSU:STO
Start
Stop
Figure 3. I2C Interface Timing Diagram
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[AK4161]
パッケージ
16pin QFN (Unit: mm)
Bottom View
Top View
1.80±0.10
B
9
12
13
1.80±0.10
0.325±0.05
3.00±0.05
8
Exposed
Pad
16
4
1
C0.25
16x
0.25±0.05
0.10 M C
A
B
3.00±0.05
C
0.05MAX
0.75±0.05
A
0.50 BSC
0.05 C
* パッケージ裏面のEXPOSED PADの部分は、オープンにして下さい。
■ 材質・メッキ仕様
パッケージ材質: Epoxy Resin, ハロゲン(臭素、塩素)フリー
ダイパッド、リードフレーム材質: Cu Alloy
ダイパッド、リードフレーム処理: 半田メッキ（無鉛）
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[AK4161]
マーキング
4161
XXXYY
Contents of XXXYY
XXX:
Date Code
YY:
Internal Control Code
Pin #1 indication
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[AK4161]
旭化成エレクトロニクス製品のご検討ありがとうございます。
より詳しい資料を用意しておりますので、お手数ですが弊社営業担
当、あるいは弊社特約店営業担当までお申し付けください。
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[AK4161]
重要な注意事項
0. 本書に記載された弊社製品（以下、「本製品」といいます。）、および、本製品の仕様につきま
しては、本製品改善のために予告なく変更することがあります。従いまして、ご使用を検討の際
には、本書に掲載した情報が最新のものであることを弊社営業担当、あるいは弊社特約店営業担
当にご確認ください。
1. 本書に記載された情報は、本製品の動作例、応用例を説明するものであり、その使用に際して弊
社および第三者の知的財産権その他の権利に対する保証または実施権の許諾を行うものではありま
せん。お客様の機器設計において当該情報を使用される場合は、お客様の責任において行って頂
くとともに、当該情報の使用に起因してお客様または第三者に生じた損害に対し、弊社はその責
任を負うものではありません。
2. 本製品は、医療機器、航空宇宙用機器、輸送機器、交通信号機器、燃焼機器、原子力制御用機器、
各種安全装置など、その装置・機器の故障や動作不良が、直接または間接を問わず、生命、身体、
財産等へ重大な損害を及ぼすことが通常予想されるような極めて高い信頼性を要求される用途に
使用されることを意図しておらず、保証もされていません。そのため、別途弊社より書面で許諾
された場合を除き、これらの用途に本製品を使用しないでください。万が一、これらの用途に本
製品を使用された場合、弊社は、当該使用から生ずる損害等の責任を一切負うものではありませ
ん。
3. 弊社は品質、信頼性の向上に努めておりますが、電子製品は一般に誤作動または故障する場合が
あります。本製品をご使用頂く場合は、本製品の誤作動や故障により、生命、身体、財産等が侵害
されることのないよう、お客様の責任において、本製品を搭載されるお客様の製品に必要な安全設
計を行うことをお願いします。
4. 本製品および本書記載の技術情報を、大量破壊兵器の開発等の目的、軍事利用の目的、あるいは
その他軍事用途の目的で使用しないでください。本製品および本書記載の技術情報を輸出または非居
住者に提供する場合は、「外国為替及び外国貿易法」その他の適用ある輸出関連法令を遵守し、
必要な手続を行ってください。本製品および本書記載の技術情報を国内外の法令および規則によ
り製造、使用、販売を禁止されている機器・システムに使用しないでください。
5. 本製品の環境適合性等の詳細につきましては、製品個別に必ず弊社営業担当までお問合せくださ
い。本製品のご使用に際しては、特定の物質の含有・使用を規制する RoHS 指令等、適用される環
境関連法令を十分調査のうえ、かかる法令に適合するようにご使用ください。お客様がかかる法
令を遵守しないことにより生じた損害に関して、弊社は一切の責任を負いかねます。
6. お客様の転売等によりこの注意事項に反して本製品が使用され、その使用から損害等が生じた場合
はお客様にて当該損害をご負担または補償して頂きますのでご了承ください。
7. 本書の全部または一部を、弊社の事前の書面による承諾なしに、転載または複製することを禁じ
ます。
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